系别 计算机系 班级 学号 姓名 实验日期 成绩 课程名称 实验名称 电路原理 一阶电路暂态过程研究 实验目的： 1.研究RC一阶电路的零输入、零状态响应； 2.学会时间常数测量方法； 3.观察时间常数对波形的影响； 实验条件： 实验B楼机房七，Multisim10仿真平台。 实验仪器及器件： 示波器1台，函数信号发生器1台，1μF电容1个，1kΩ电阻1个。 实验内容与步骤 1．实验电路 一阶电路如图5-1所示。 图5-1 t=0时，开关指向位置2，此时为零状态响应。电路处于稳态后，再将开关指向位置3，此时为零输入响应。 2.测试一阶电路动态响应波形 （1）测试一阶电路零状态响应波形 打开示波器面板，将开关接至位置2，用示波器观察到零状态响应波形如图5-2所示。 图5-2 RC一阶电路零状态响应波形 （2）测试一阶电路零输入响应波形 打开示波器面板，将开关接至位置2，电容充电达到稳态后，将开关再指向位置3，用示波器观察到零状态响应波形如图5-3所示。 图5-3 RC一阶电路零输入响应波形 3.测量一阶电路时间常数τ （1）用示波器测试RC一阶电路零状态响应波形，出现零状态响应波形后，按“暂停”按钮，将两个探针1、2分别移至输出波形的0值和6.32V，读出两个探针时间间隔，即为时间常数τ。 （2）用示波器测试RC一阶电路零输入响应波形，出现零输入响应波形后，按“暂停”按钮，将两个探针1、2分别移至输出波形的10 V和3.68V，读出两个探针时间间隔，即为时间常数τ。 两次测量值应相同。 4.观察RC一阶电路在矩形波信号激励下的响应 将直流电源换为函数发生器，电阻换成可变电阻或电容换成可变电容，如图5-4所示，设置函数信号发生器输出2Vp/1kHz的方波，用示波器测试输入输出波形。调节R或C，观察波形变化情况，记录波形变化。 图5-4 实验总结： 通过本次实验，我学会了如何用Multisim10仿真平台测试一阶电路的零输入及零状态响应，并通过示波器观察了当发生响应波形的变化曲线图，同时也知道了如何测定时间常数。在测试一阶电路在矩形方波下的响应时，通过改变电路的参数从而改变电容的充放电时间。并通过计算分析误差产生原因。 思考题： 1.电路参数变化时对响应有何影响？ 答:时间常数τ=RC,当改变两者值时会使时间常数变化，使得电容充放电的时间发生改变。 2.用示波器观察RC电路的零输入响应和零状态响应时，激励可以采用什么波形？ 答：可以采用方波波形来观察RC电路的零输入响应和零状态响应。
